一、半导体器件(09)课件

《一、半导体器件(09)课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电子技术任课教师：姬敬Tel:13003053330电子技术信息电子技术电力电子技术模拟电子技术数字电子技术问题：什么是电子技术？即使用电子器件对信息进行处理和变换的技术。第14章半导体器件14.1半导体基础知识14.2半导体二极管14.3特殊二极管14.4双极型晶体管（三极管）14.1半导体基础知识（一）本征半导体（锗、硅）定义：纯净的具有晶体结构的半导体晶体中原子的排列方式单晶硅中的共价健结构共价健SiSiSiSi价电子SiSiSiSi价电子价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位

2、，称为空穴（带正电）。本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。空穴温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。自由电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。本征半导体的导电机理当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流(1)自由电子作定向运动电子电流(2)价电子递补空穴空穴电流注意：(1)本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；(2)温度愈高，载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。自由电子和空穴都称为载流子。自由电子和空

3、穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。（二）杂质半导体定义：渗入少量杂质的半导体(1)P型半导体形成：向本征半导体中渗入少量的3价元素特点：（a）含有大量的空穴——多数载流子（b）含有少量的电子——少数载流子SiSiSiSiB–硼原子接受一个电子变为负离子空穴(2)N型半导体形成：向本征半导体中渗入少量的5价元素特点：（a）含有大量的电子——多数载流子（b）含有少量的空穴——少数载流子SiSiSiSip+多余电子磷原子在常温下即可变为自由电子失去一个电子变为正离子（三）PN结(1)PN结

4、的形成多数载流子的浓度差多数载流子的扩散空间电荷区少数载流子的漂移……扩散=漂移形成稳定的PN结注：PN结的结电容很小外加电场与内电场方向相反，内电场削弱，扩散运动大大超过漂移运动，N区电子不断扩散到P区，P区空穴不断扩散到N区，形成较大的正向电流，这时称PN结处于导通状态。(2)PN结的特性（a）PN结外加正向电压外加电场与内电场方向相同，增强了内电场，多子扩散难以进行，少子在电场作用下形成反向电流IR，因为是少子漂移运动产生的，IR很小，这时称PN结处于截止状态。（b）PN结外加反向电压◆结论：加正向电压→导通加反向电压→截止单方向导电性14.2半导体二

5、极管（一）基本结构按材料分硅管锗管按PN结分点接触型面接触型按用途分普通管整流管……半导体二极管PN阳极阴极（二）伏安特性定义：二极管电流与电压之间的关系。UIOUDUIOUIOAABB硅锗正向：死区（OA段）硅管约0.5V，锗管约0.2V；正向导通区硅管约0.7V，锗管约0.3V。温度增加，曲线左移反向：截止区（OB段）I近似为0；击穿区管子被击穿图8.2.2半导体二极管的伏安特性(a)近似特性(b)理想特性图8.2.3近似和理想特性伏安特性（三）主要参数(1)IF：额定正向平均电流(2)UF：正向电压降(3)UR：最高反向工作电压(4)Irm：最大反向电

6、流以上各值是选择二极管的依据。因通常使用二极管时应保证其工作在正向导通或反向截止状态，故认为二极管正偏则导通，反偏则截止——单向导电性。ui>8V，二极管导通，可看作短路uo=8Vui<8V，二极管截止，可看作开路uo=ui已知：二极管是理想的，试画出uo波形。8V例：二极管的用途：整流、检波、限幅、钳位、开关、元件保护、温度补偿等。ui18V参考点二极管阴极电位为8VD8VRuoui++––（2）主要特点：a、正向特性同普通二极管b、反向特性★较小的U较大的I★在一定的范围内，反向击穿具有可逆性14.3特殊二极管一、稳压二极管（3）主要参数稳定电压：

7、Uz最小稳定电流：Izmin最大稳定电流：Izmax（1）结构：面接触型硅二极管U/VIzminIzmaxI/mAUz0(a)图形符号(b)伏安特性图8.3.1稳压管的图形符号和伏安特性UO=UZIR=IL+IZRL(IL)IR设Ui一定，负载RL变化UO基本不变IR(IRR)基本不变UO(UZ)IZ++++UDziLRz-oU-++RUIRZILI（4）稳压原理稳压电路UO=UZIR=IO+IZUiUZ设负载RL一定，Ui变化UO基本不变IRRIZIR适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大的场合。++++U

8、DziLRz-oU-++RUIRZILI二、光电二极